混凝土桥梁施工裂缝产生原因及防治措施

【摘要】在桥梁混凝土领域，一个相当普遍的质量问题就是结构裂缝，如何提高混凝土的外观质量、减少施工裂缝亦成为建设单位、监理部门及施工企业亟待解决的重点问题。本文作者就混凝土桥梁施工裂缝产生的几种主要原因进行了详细分析，并提出了一些预防措施。

【关键词】混凝土桥梁；施工裂缝；原因及防治

引言

混凝土材料因为其取材广泛、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并且耐火性好、不易老化，是当今世界桥梁结构中使用最广泛的建筑材料。然而在桥梁混凝土施工中和施工后出现最多的是裂缝，这不但影响了桥梁的美观度，严重时因质量问题导致桥梁倒塌，因此加强对桥梁混凝土产生裂缝的原因分析，并进行有效的防治探究对于桥梁混凝土的施工非常的重要。从相关调查分析报告可知，目前我国桥梁混凝土领域中，结构裂缝问题已经成为一个相当普遍的质量问题，它已影响到人们正常的生产与生活，给我们的人身安全与桥梁寿命埋下安全隐患。并一直困扰着大批工程技术人员，也是一个需要迫切解决的技术难题。从理论层面分析，结构裂缝是一种不可避免的现象，但我们的施工单位可以通过相关技术管理措施将该裂缝的危害减少可控制的范围内。

1混凝土桥梁裂缝的种类及成因

混凝土结构裂缝的成因复杂、繁多，有时多种因素相互影响，每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。根据混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分为以下几种。

1．1荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接应力裂缝、次应力裂缝2种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝；次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝。

1．2收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰质量比、外掺剂、养护方法、外界环境，振捣方式以及时间等。

1．3地基变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：地质勘察精度不够，试验资料不准；地基地质、结构基础类型差异太大；土地冻胀；桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。

1．4温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出荷载应力。温度裂缝的主要特性是随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化的主要因素有：年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。

1．5冻胀引起的裂缝

大气气温低于0℃时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9％，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30％～50％。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

1．6施工质量不达标引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向、横向等各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。

1．7钢筋锈蚀引起的裂缝

要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度，采用足够的保护层厚度，保护层不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度；施工时应控制混凝土的水灰质量比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其他存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

2 预防裂缝的措施和建议

2.1 控制荷载裂缝的措施

根据笔者的丁程经验，要有效预防和控制荷载引起的裂缝，关键是让桥梁构件合理受力，不破坏桥梁的正常受力模式。因此在桥梁施工过程中要做到：①不可在桥梁上任意堆放东西，要按照规定对构件操作。②不得随便对桥梁结构的受力构件进行凿槽、开洞、设置牛腿等。工程经验表明，若在桥梁结构受力构件进行开洞等，将会在洞n附件产生应力集中。因此，要特别注意在大跨预应力连续

梁跨内钢束截断处的处理。③桥梁在施工过程中，若出现斜裂缝就应加强观察。如果裂缝发展缓慢并限制在受拉区。同时裂缝宽度在限值内，这是允许的。但只要裂缝接近受压区，则应及时对其加固处理。

2. 2合理选择和控制施工材料

首先，要根据设计和施工要求合理选择和控制水泥的品种、标号和用量，同时选择合适的骨料品种，减少水灰比，并添加保水性好的外掺剂。其次，应按照相关要求对原材料进行严格的抽样检验，对混凝土配合比进行对比试验，高温或雨后施工要对砂、碎石进行含水量实验，及时调整施工配合比，确保混凝土的施工质量。

2.3 优化设计，避免结构性裂缝的产生

在条件许可的情况下，设计者应尽量少用或不用非预应力结构。预应力结构锚垫板、螺旋筋的埋设必须符合设计图纸要求。在此基础上，锚垫板后应增设4根以上的纵向撑筋，纵向撑筋前段顶牢锚垫板，后端与钢筋骨架相连，锚垫板后布筋较密，砼振捣必须密实。张拉时，砼必须达到设计或规范规定的张托强度，且砼试块要做到同体养护。钢筋砼现浇连续箱梁支架拆除时首先要弄清其设计受力体系，并执行详细的落架程序设计。

2.4 加强对温度的控制

(1)改善骨料级配，采用干硬性混凝土、加外加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管,通入冷水降温；规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度变化；施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构,在寒冷季节采用保温等措施。

(2)合理地分缝分块,避免基础过大起伏；合理地安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。另外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力，防止表面干缩。特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要。应特别注意避免产生贯穿裂缝 , 出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的。因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

2.5 合理把握施工的各个环节

良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施下缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置应尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位。确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。

在施工过程中要对施工工艺和质量进行严格的控制。首先钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除，以免影响粘结力。其次是浇筑、振捣操作合理。浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振。应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝七内部的水分和气泡。

三、结束语

在桥梁施工过程中，因出现裂缝而影响混凝土外观甚至工程质量导致桥梁混凝土报废的情况屡见不鲜，给施工单位的名誉和经济都造成了很大损失，成为施工单位必须解决的霞要问题之一。大量的工程实践和理论分析表明，在施工过程中如果采取一定的措施，很多裂缝是可以克服和控制的，为了进一步加强对桥梁混凝土裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，尽可能对桥梁混凝土裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，以方便施工找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。

参考文献

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